试述不同类型PLC在水厂自控系统中的通信协同

方案，阐述了系统构成和功能，并对控制过程进行了详细说明。

关键词 水厂;自控系统;PLC;通信

引言

随着城镇供水设施改造与建设步伐的加快，水厂生产自控系统广泛采用的PLC系统，经常面临着不同类型的PLC共用问题。由于存在系统硬件接口不同、支持通讯协议不同，在某些水厂具体的应用现场PLC系统之间的通讯可能存在着不同的问题。

2018年，沿海城市某水厂进行次氯酸钠投加系统（以下简称消毒系统）项目建设，取代原有的液氯投加系统，调试中发现，消毒系统自控部分使用的西门子PLC与水厂原有的罗克韦尔PLC不能进行有效的数据通信，给远程监控带来了不便。

1 解决方案

1.1 现状分析

（1）原有控制网络。该水厂原有生产自动控制系统采用罗克韦尔自动化产品，PLC使用ControlLogix集成架构，中控室、净化间、加药间等各个站点的机架，通过同轴电缆连成环状的主体控制网络ControlNet，机架上的Logix5550处理器可以控制本地和远程输入输出。组态软件RSLinx被用作控制层和数据通信层的接口，使用编程软件RSLogix5000完成ControlLogix的控制程序的开发;分布在厂区的各操作站通过以太网模块EtherNet/IP接入ControlNet，使用可视化平台RSView32实现设备运行状态监控。

（2）消毒系统构成。消毒系统主要由储罐、加药罐、转液泵、计量泵、电动阀门、液位计、电磁流量计、现场控制柜等组成。自控系统的PLC采用西门子SIMATIC S7-200 SMART，主要的监测参数有：液位、泵和电动阀门状态、泵的频率和冲程、流量等，有现场手动、远程和自动投加等多种控制模式。在自动投加模式下，前加氯采用流量比例控制，要使用在线的原水流量数据;后加氯采用复合环路控制[1]，要使用在线的出水流量和余氯数据，其中原水、出水流量信号和余氯信号均需要从水厂原有控制系统ControlLogix中读取，这就是促使我们研究两个PLC系统进行通讯协同的主要原因。

1.2 控制方案选择

由于消毒系统使用的SIMATIC S7-200 SMART标配以太网接口，ControlLogix也有以太網模块EtherNet/IP与上位机连接，消毒系统距离ControlLogix加药间操作站不超过100米，可以通过以太网与原系统的上位机进行通信，将消毒系统作为一个子站整合到水厂原自控系统中。经反复研究后决定采用OPC标准来实现不同设备和子系统的集成，实现数据共享。具体来说，就是通过KEPServerEX平台的OPC服务实现不同类型PLC系统间的数据读取和交换，既能在原有RSView32平台上监控消毒系统运行情况，又能将原ControlLogix系统的流量和余氯等数据传递给消毒系统的SIMATIC S7-200 SMART，实现自动投加模式下的消毒控制。图1就是包含消毒系统的水厂控制网络示意图。

需要说明的是，除了加药间操作站外，我们还考虑了中控室的全厂监控需要，由于中控室距离消毒系统较远，重新敷设通讯线缆难度大造价高，因此我们选用一对无线路由器搭建网桥进行数据传输。

1.3 项目实施

完成硬件连接后，主要工作是在加药间操作站上进行软件设置和调试。

（1）建立OPC服务

在加药间操作站搭建KEPServerEX平台，通过以太网依次建立Channel和添加Device，成功连接消毒系统的西门子SIMATIC S7-200 SMART，读取相应地址数据建立Tag。同样方法将罗克韦尔ControlLogix系统的流量和余氯数据添加进来，从而完成基本的OPC服务配置。由于消毒系统自动运行时需要使用原有的ControlLogix系统的流量和余氯等数据，所以在KEPServerEX中要使用Data Exchange Client工具，可以便捷的将相应地址的数据传入西门子PLC。

（2）上位监控系统程序优化

在原上位监控程序RSView32中添加KEPServerEX平台的OPC节点，在标记数据库中分别添加设备的相应标记。然后，绘制图形并关联相应标记，形成动态画面，如图2所示。根据需要还可以添加数据记录、趋势曲线等，这样就完成了在加药间操作站对消毒系统的远程监控，同样方法对中控室的全厂监控画面进行优化。

2 结束语

通过KEPServerEX平台的OPC服务实现了不同类型PLC系统间的数据读取和交换，解决了不同PLC系统间的通讯协同问题，为架构统一的实时监控系统提供了解决方案。经过近两年的检验，系统运行稳定可靠、操作维护方便。

参考文献

[1] 刘淑明，井新，张先松. PLC在水厂加氯自动控制系统中的应用[J].可编程控制器与工厂自动化，2009，（6）：62-64，83.

作者简介

刘淑明（1977-），男，学历：工学学士，工程师，现就职单位：烟台市福山自来水有限公司，研究方向：水厂自动化研究与应用。